source: branches/2015/dev_r5918_nemo_v3_6_STABLE_XIOS2/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 6064

Last change on this file since 6064 was 6064, checked in by cetlod, 5 years ago

dev_xios2 : update to the head of v3.6 stable branch

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.0 KB
Line 
1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
15   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
16   USE in_out_manager  ! I/O manager
17   USE prtctl          ! Print control
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE iom             ! I/O library
20   USE lib_mpp         ! MPP library
21   USE wrk_nemo        ! work arrays
22   USE timing          ! Timing
23   USE trc_oce, ONLY : lk_offline ! offline flag
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
29
30   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by TOP)
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: mixed layer depth at t-points        [m]
34
35   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
36   REAL(wp)         ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
37
38   !! * Substitutions
39#  include "domzgr_substitute.h90"
40   !!----------------------------------------------------------------------
41   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
42   !! $Id$
43   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
44   !!----------------------------------------------------------------------
45CONTAINS
46
47   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
50      !!----------------------------------------------------------------------
51      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
52      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
53         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
54         !
55         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
56         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
57         !
58      ENDIF
59   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
60
61
62   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
63      !!----------------------------------------------------------------------
64      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
65      !!                   
66      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
67      !!              with density criteria.
68      !!
69      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
70      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
71      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
72      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
73      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
74      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
75      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
76      !!
77      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
78      !!----------------------------------------------------------------------
79      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
80      !
81      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
82      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt, imkt   ! local integer
83      REAL(wp) ::   zN2_c        ! local scalar
84      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:,:) ::   imld   ! 2D workspace
85      !!----------------------------------------------------------------------
86      !
87      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
88      !
89      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, imld )
90
91      IF( kt == nit000 ) THEN
92         IF(lwp) WRITE(numout,*)
93         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
94         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
95         !                             ! allocate zdfmxl arrays
96         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
97      ENDIF
98
99      ! w-level of the mixing and mixed layers
100      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
101      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
102      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
103      DO jk = nlb10, jpkm1
104         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
105            DO ji = 1, jpi
106               ikt = mbkt(ji,jj)
107               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * fse3w(ji,jj,jk)
108               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
109            END DO
110         END DO
111      END DO
112      !
113      ! w-level of the turbocline
114      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
115      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
116         DO jj = 1, jpj
117            DO ji = 1, jpi
118               imkt = mikt(ji,jj)
119               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c )   imld(ji,jj) = MAX( imkt, jk )      ! Turbocline
120            END DO
121         END DO
122      END DO
123      ! depth of the mixing and mixed layers
124      DO jj = 1, jpj
125         DO ji = 1, jpi
126            iiki = imld(ji,jj)
127            iikn = nmln(ji,jj)
128            imkt = mikt(ji,jj)
129            hmld (ji,jj) = ( fsdepw(ji,jj,iiki  ) - fsdepw(ji,jj,imkt ) ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
130            hmlp (ji,jj) = ( fsdepw(ji,jj,iikn  ) - fsdepw(ji,jj,imkt ) ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
131            hmlpt(ji,jj) = ( fsdept(ji,jj,iikn-1) - fsdepw(ji,jj,imkt ) ) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
132         END DO
133      END DO
134      IF( .NOT.lk_offline ) THEN            ! no need to output in offline mode
135         CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )   ! mixed layer depth
136         CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )   ! turbocline depth
137      ENDIF
138     
139      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
140      !
141      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, imld )
142      !
143      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
144      !
145   END SUBROUTINE zdf_mxl
146
147   !!======================================================================
148END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.